Java IO梳理

(結合decorator 模式理解,很容易理清這些類的關係)

1. stream代表的是任何有能力產出數據的數據源,或是任何有能力接收數據的接收源。在Java的IO中,所有的stream(包括Input和Out stream)都包括兩種類型:

1.1 以字節爲導向的stream


以字節爲導向的stream,表示以字節爲單位從stream中讀取或往stream中寫入信息。以字節爲導向的stream包括下面幾種類型:
Input stream:
1) ByteArrayInputStream:把內存中的一個緩衝區作爲InputStream使用
2) StringBufferInputStream:把一個String對象作爲InputStream
3) FileInputStream:把一個文件作爲InputStream,實現對文件的讀取操作
4) PipedInputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用
5) SequenceInputStream:把多個InputStream合併爲一個InputStream
Out stream:

1) ByteArrayOutputStream:把信息存入內存中的一個緩衝區中
2) FileOutputStream:把信息存入文件中
3) PipedOutputStream:實現了pipe的概念,主要在線程中使用
4) SequenceOutputStream:把多個OutStream合併爲一個OutStream

1.2 以Unicode字符爲導向的stream


以Unicode字符爲導向的stream,表示以Unicode字符爲單位從stream中讀取或往stream中寫入信息。以Unicode字符爲導向的stream包括下面幾種類型:
Input stream
1) CharArrayReader:與ByteArrayInputStream對應
2) StringReader:與StringBufferInputStream對應
3) FileReader:與FileInputStream對應
4) PipedReader:與PipedInputStream對應
Out stream
1) CharArrayWrite:與ByteArrayOutputStream對應
2) StringWrite:無與之對應的以字節爲導向的stream
3) FileWrite:與FileOutputStream對應
4) PipedWrite:與PipedOutputStream對應

以字符爲導向的stream基本上對有與之相對應的以字節爲導向的stream。兩個對應類實現的功能相同,只是在操作時的導向不同。如CharArrayReader和ByteArrayInputStream的作用都是把內存中的一個緩衝區作爲InputStream使用,所不同的是後者每次從內存中讀取一個字節的信息,而後者每次從內存中讀取一個字符。

2. stream添加屬性

2.1 "爲stream添加屬性"的作用

運用上面介紹的Java中操作IO的API,我們就可完成我們想完成的任何操作了。但通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類,我們可以爲stream添加屬性。下面以一個例子來說明這種功能的作用。

如果我們要往一個文件中寫入數據,我們可以這樣操作:
FileOutStream fs = new FileOutStream("test.txt");
然後就可以通過產生的fs對象調用write()函數來往test.txt文件中寫入數據了。但是,如果我們想實現"先把要寫入文件的數據先緩存到內存中,再把緩存中的數據寫入文件中"的功能時,上面的API就沒有一個能滿足我們的需求了。但是通過FilterInputStream和FilterOutStream的子類,爲FileOutStream添加我們所需要的功能。

2.2 FilterInputStream的各種類型

2.2.1 用於封裝以字節爲導向的InputStream
1) DataInputStream:從stream中讀取基本類型(int、char等)數據。
2) BufferedInputStream:使用緩衝區
3) LineNumberInputStream:會記錄input stream內的行數,然後可以調用getLineNumber()和setLineNumber(int)
4) PushbackInputStream:很少用到,一般用於編譯器開發

2.2.2 用於封裝以字符爲導向的InputStream
1) 沒有與DataInputStream對應的類。除非在要使用readLine()時改用BufferedReader,否則使用DataInputStream
2) BufferedReader:與BufferedInputStream對應
3) LineNumberReader:與LineNumberInputStream對應
4) PushBackReader:與PushbackInputStream對應

2.3 FilterOutStream的各種類型

2.3.1 用於封裝以字節爲導向的OutputStream
1) DataIOutStream:往stream中輸出基本類型(int、char等)數據。
2) BufferedOutStream:使用緩衝區
3) PrintStream:產生格式化輸出

2.3.2 用於封裝以字符爲導向的OutputStream
1) BufferedWrite:與對應
2) PrintWrite:與對應

3. RandomAccessFile

1) 可通過RandomAccessFile對象完成對文件的讀寫操作
2) 在產生一個對象時,可指明要打開的文件的性質:r,只讀;w,只寫;rw可讀寫
3) 可以直接跳到文件中指定的位置

   

4. I/O應用的一個例子

import java.io.*; 
public class TestIO{ 
public static void main(String[] args) 
throws IOException{ 
//1.以行爲單位從一個文件讀取數據 
/*當讀取文件時,先把文件內容讀到緩存中,當調用in.readLine()時, 
再從緩存中以字符的方式讀取數據(以下簡稱"緩存字節讀取方式")。 
*/ 
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("F:\\java\\TestIO.java")); 
String s, s2 = new String(); 
while((s = in.readLine()) != null) 
s2 += s + "\n"; 
in.close(); 

//1b. 接收鍵盤的輸入 
/*由於想以緩存字節讀取方式從標準IO(鍵盤)中讀取數據,所以要 
先把標準IO(System.in)轉換成字符導向的stream,再進行BufferedReader封裝。 
*/ 
BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
System.out.println("Enter a line:"); 
System.out.println(stdin.readLine()); 

//2. 從一個String對象中讀取數據 
/* 
要以字符的形式從一個String對象中讀取數據,所以要產生一個StringReader類型的stream。 
*/ 
StringReader in2 = new StringReader(s2); 
int c; 
while((c = in2.read()) != -1) 
System.out.println((char)c); 
in2.close(); 

//3. 從內存取出格式化輸入 
//把內存中的一個緩衝區作爲DataInputStream使用 

try{ 
DataInputStream in3 = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(s2.getBytes())); 
while(true) 
System.out.println((char)in3.readByte()); 
}catch(EOFException e){ 
System.out.println("End of stream"); 


//4. 輸出到文件 
/*對String對象s2讀取數據時,先把對象中的數據存入緩存中,再從緩衝中進行讀取;對TestIO.out文件進行操作時, 
先把格式化後的信息輸出 到緩存中,再把緩存中的信息輸出到文件中。 
*/ 
try{ 
BufferedReader in4 = new BufferedReader(new StringReader(s2)); 
PrintWriter out1 = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter("F:\\java\\ TestIO.out"))); 
int lineCount = 1; 
while((s = in4.readLine()) != null) 
out1.println(lineCount++ + ":" + s); 
out1.close(); 
in4.close(); 
} catch(EOFException ex){ 
ystem.out.println("End of stream"); 


//5. 數據的存儲和恢復 
/*對Data.txt文件進行輸出時,是先把基本類型的數據輸出屋緩存中,再把緩存中的數據輸出到文件中;對文件進行讀取操作時,先把文件中的數據讀取到緩存中,再從緩存中以基本類型的形式進行讀取。注意in5.readDouble()這一行。因爲寫入第一個writeDouble(),所以爲了正確顯示。也要以基本類型的形式進行讀取。 
*/ 
try{ 
DataOutputStream out2 = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream( new FileOutputStream("F:\\java\\ Data.txt"))); 
out2.writeDouble(3.1415926); 
out2.writeChars("\nThas was pi:writeChars\n"); 
out2.writeBytes("Thas was pi:writeByte\n"); 
out2.close(); 
DataInputStream in5 = new DataInputStream( new BufferedInputStream(new FileInputStream("F:\\java\\ Data.txt"))); 
BufferedReader in5br = new BufferedReader( new InputStreamReader(in5)); 
System.out.println(in5.readDouble()); 
System.out.println(in5br.readLine()); 
System.out.println(in5br.readLine()); 
} catch(EOFException e){ 
System.out.println("End of stream"); 


//6. 通過RandomAccessFile操作文件 
//通過RandomAccessFile類對文件進行操作。 
RandomAccessFile rf =new RandomAccessFile("F:\\java\\ rtest.dat", "rw"); 
for(int i=0; i<10; i++) 
rf.writeDouble(i*1.414); 
rf.close(); 

rf = new RandomAccessFile("F:\\java\\ rtest.dat", "r"); 
for(int i=0; i<10; i++) 
System.out.println("Value " + i + ":" + rf.readDouble()); 
rf.close(); 

rf = new RandomAccessFile("F:\\java\\ rtest.dat", "rw"); 
rf.seek(5*8); 
rf.writeDouble(47.0001); 
rf.close(); 

rf = new RandomAccessFile("F:\\java\\ rtest.dat", "r"); 
for(int i=0; i<10; i++) 
ystem.out.println("Value " + i + ":" + rf.readDouble()); 
rf.close(); 

}


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